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酸性高錳酸鉀的濃度與酸度

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發表時間:2020-06-29 11:05作者:小賀來源:廣州市賀隆貿易有限公司

    眾所周知,酸性高錳酸鉀(KMnO4溶液可以把Fe2+氧化成Fe3+,可以鑒別飽和烴與不飽和烴,可以鑒別苯和苯的同系物。問題是在高中化學教材和很多文獻、教參和教輔資料中,酸性KMnO4即使是在同一使用場合,往往提供了多種不同的數據,眾說紛紜而且數據相差得很大(見表1)。

表1 有關高錳酸鉀濃度的文獻

(1)20世紀80年代的《高中化學》(甲種本)第203頁

0.01 mol·L-1,即0.158%KMnO4

(2)20世紀末-21世紀初的高中化學第二冊(必修加選修)2007年版,第208頁

0.002 mol·L-1,即0.0316%KMnO4

(3)高中化學第二冊教師教學用書,2008年人教版(第115頁)

0.0316 mol·L-1,即0.5%KMnO4

(4)谷享杰等編著《有機化學實驗》,高教出版社1985年版,第65頁

0.1265 mol·L-1,即2%KMnO4

可見,KMnO4溶液物質的量濃度比(1):(2):(3):(4)≈5∶1∶16∶63,相差如此之大,是否個個都適用呢?事實上以上所列的每一個濃度值都大了,下面的實驗事實可以作證。

用表面皿準確稱取1.0g(0.0063mol)KMnO4,不斷用水溶解稀釋(見表2)。

表2   1.0 g高錳酸鉀溶解在水中的濃度、質量分數

水的體積/L

物質的量濃度/

(mol·L-1)

質量分數

4.0

0.0016

0.00025

8.0

0.00079

0.00012

10.0

0.00063

0.00010

12.0

0.00052

0.000083

14.0

0.00045

0.000071

從表2可以看出,每個數據都比文獻提供的數據要小很多,但事實上又個個都適用。用作鑒別試劑的KMnO4溶液的濃度,以質量分數在0.01%左右為好。如果濃度大了紫紅色色澤深厚,褪色速度緩慢,反而不適用。

高錳酸鉀樣品及溶液2_副本.jpg

用H2SO4酸化KMnO4溶液的目的是防止因MnO4-過量發生以下反應生成棕黑色MnO2,干擾觀察褪色。

MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O

2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+

酸化導致如下反應,可以確保MnO4-由紫色褪成近乎無色Mn2+

MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O

由此我們可以得出結論:酸化KMnO4沒有特定嚴格的酸度要求,只要確保KMnO4溶液呈酸性,MnO2與H+就不能共存,就能確保MnO4-褪成近乎無色(Mn2+)。

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